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Analytical methods for selectively determining hydrogen peroxide, peroxymonosulfate and peroxydisulfate in their binary mixtures
Water Research ( IF 11.4 ) Pub Date : 2024-02-02 , DOI: 10.1016/j.watres.2024.121256 Zhihao Chen 1 , Joseph J Pignatello 1
Water Research ( IF 11.4 ) Pub Date : 2024-02-02 , DOI: 10.1016/j.watres.2024.121256 Zhihao Chen 1 , Joseph J Pignatello 1
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Hydrogen peroxide (H2 O2 ), peroxymonosulfate (PMS), and peroxydisulfate (PDS) are key bulk oxidants in many advanced oxidation processes (AOPs) for treating chemically contaminated water. In some systems these peroxides may coexist in solution either through intentional co-addition or their inadvertent formation (especially H2 O2 ) due to reaction chemistry. While many analytical methods to determine these peroxides individually have been established, mutual interference among the peroxides in such methods has seldom been evaluated, and new methods or variants of established methods to selectively determine peroxides in binary mixtures are lacking. We re-examined five established colorimetric methods—the Permanganate, Titanium Oxalate (Ti-oxalate), Iodide, N.N‑diethyl-p-phenylenediamine (DPD), and 2,20-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonate (ABTS) methods—for mutual interference among peroxides and devised variants of these methods for selectively quantifying one peroxide in the presence of another. Hydrogen peroxide can be selectively determined by the Permanganate method at short reaction time; by the Ti-oxalate method; by the DPD method with added peroxidase (POD); or by the ABTS method with added POD. PMS can be selectively determined by the Iodide method; by the DPD or ABTS methods with added iodide ion as catalyst; or by the DPD method with added catalase (CAT) (with co-existing H2 O2 but not PDS). The DPD method can be used to determine PDS without interference by H2 O2 and—provided the sample is pretreated with l-histidine—without interference by PMS. The recommended methods were successfully applied to binary peroxide mixtures in complex waters, including a tap water and a synthetic water. Overall, the new selective methods will assist mechanistic investigation of AOPs based on these peroxides and support efforts to apply them commercially.
中文翻译:
选择性测定二元混合物中过氧化氢、过一硫酸盐和过二硫酸盐的分析方法
过氧化氢 (H2O2)、过一硫酸盐 (PMS) 和过二硫酸盐 (PDS) 是许多处理化学污染水的高级氧化工艺 (AOP) 中的关键本体氧化剂。在某些系统中,这些过氧化物可能通过有意的共同添加或由于化学反应而无意形成(尤其是 H2O2)而共存于溶液中。虽然已经建立了许多单独测定这些过氧化物的分析方法,但很少评估这些方法中过氧化物之间的相互干扰,并且缺乏选择性测定二元混合物中过氧化物的新方法或已建立方法的变体。我们重新检查了五种已建立的比色方法:高锰酸盐、草酸钛 (Ti-草酸盐)、碘化物、NN-二乙基对苯二胺 (DPD) 和 2,20-连氮基-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸盐) ABTS)方法——用于过氧化物之间的相互干扰,以及这些方法的变体,用于在另一种过氧化物存在下选择性地定量过氧化氢,可以通过高锰酸盐法在短反应时间内选择性地测定;添加过氧化物酶(POD)的DPD法;或者添加PMS的ABTS法可以通过添加碘离子作为催化剂的DPD法或ABTS法来选择性测定; CAT)(与共存的 H2O2,但不存在 PDS) DPD 方法可用于测定 PDS,且不受 H2O2 干扰,并且(前提是样品经过 L-组氨酸预处理)且不受 PMS 干扰。复杂水中的二元过氧化物混合物,包括自来水和合成水。 总体而言,新的选择性方法将有助于基于这些过氧化物的 AOP 的机理研究,并支持它们的商业应用。
更新日期:2024-02-02
中文翻译:
选择性测定二元混合物中过氧化氢、过一硫酸盐和过二硫酸盐的分析方法
过氧化氢 (H2O2)、过一硫酸盐 (PMS) 和过二硫酸盐 (PDS) 是许多处理化学污染水的高级氧化工艺 (AOP) 中的关键本体氧化剂。在某些系统中,这些过氧化物可能通过有意的共同添加或由于化学反应而无意形成(尤其是 H2O2)而共存于溶液中。虽然已经建立了许多单独测定这些过氧化物的分析方法,但很少评估这些方法中过氧化物之间的相互干扰,并且缺乏选择性测定二元混合物中过氧化物的新方法或已建立方法的变体。我们重新检查了五种已建立的比色方法:高锰酸盐、草酸钛 (Ti-草酸盐)、碘化物、NN-二乙基对苯二胺 (DPD) 和 2,20-连氮基-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸盐) ABTS)方法——用于过氧化物之间的相互干扰,以及这些方法的变体,用于在另一种过氧化物存在下选择性地定量过氧化氢,可以通过高锰酸盐法在短反应时间内选择性地测定;添加过氧化物酶(POD)的DPD法;或者添加PMS的ABTS法可以通过添加碘离子作为催化剂的DPD法或ABTS法来选择性测定; CAT)(与共存的 H2O2,但不存在 PDS) DPD 方法可用于测定 PDS,且不受 H2O2 干扰,并且(前提是样品经过 L-组氨酸预处理)且不受 PMS 干扰。复杂水中的二元过氧化物混合物,包括自来水和合成水。 总体而言,新的选择性方法将有助于基于这些过氧化物的 AOP 的机理研究,并支持它们的商业应用。